Bir sanatçının gizemli patlama AT2018cow izlenimi. Kredi: Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi
Sonuçlar, yeni süpernova sınıfına neyin güç verdiğini daraltıyor.
Süpernova patlamalarının yeni “İnek” sınıfının bir başka üyesi keşfedildi – bugüne kadar X-ışınlarında görülen en parlak patlama. AT2020mrf olarak adlandırılan yeni olay, Cow süpernova sınıfına ait şimdiye kadar bulunan beşinci olaydır. Grubun adı, bu sınıfta bulunan ilk süpernova olan AT2018cow’dan geliyor.
Bu olağandışı yıldız patlamalarının arkasında ne yatıyor? Yeni kanıtlar ya aktif kara deliklere ya da nötron yıldızlarına işaret ediyor.
Devasa bir yıldız patladığında ya bir Kara delik ya da denilen ölü bir yıldız kalıntısı nötron yıldızı. Tipik olarak, bu yıldız kalıntıları nispeten aktif değildir ve patlamada fırlatılan malzeme tarafından örtülür. Ancak Caltech’te yüksek lisans öğrencisi olan Yuhan Yao’ya (MS ’20) göre, İnek benzeri olayların özünde çok aktif ve çoğunlukla yüksek enerjili X-ışını emisyonu yayan kompakt nesneler var. Yao, Amerikan Astronomi Derneği’nin 239. toplantısında yeni bulguları sanal olarak sundu.
Normal bir süpernova ile İnek benzeri bir süpernovayı karşılaştıran sanat eseri. Kredi: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
“Kara deliklerin ve nötron yıldızlarının doğuşuna doğrudan tanık olmak için bu patlamaların kalbinin derinliklerini görebiliriz” diyor ve süpernovaların malzeme tarafından gizlenmediğine dikkat çekiyor.
İlk İnek olayı, AT2018cow, 2018’de keşfedildiğinde gökbilimcileri şok etti: yıldız patlaması, görünür ışıkta tipik süpernovalardan 10 kat daha parlaktı ve daha çabuk söndü. Aynı zamanda, büyük miktarda oldukça değişken X-ışınları yaydı ve gökbilimcilerin ilk kez bir kara deliğin veya nötron yıldızının doğuşuna doğrudan tanık olduklarına inanmalarına yol açtı.
İneklerin bir diğer ayırt edici özelliği de patlamadan önce kütle yığınlarını fırlatmaları ve bu kütlenin patlamadan sonra daha sonra aydınlanmasıdır. Yıldızlar patladığında, önceden var olan materyali yarıp geçtiği ve radyo ve milimetre dalga boyunda ışıkta parlamalarına neden olduğu düşünülen şok dalgaları üretirler.
AT2020mrf’nin konumu, burada eROSITA X-ray teleskopundan alınan görüntülerde görülmektedir. Sağ panel 21 Temmuz ile 24 Temmuz 2020 arasında yeni bir kaynağın tespitini gösterir. Sol panel, kaynağın altı ay önce orada olmadığını gösterir. Kredi bilgileri: Pavel Medvedev, SRG/eROSITA
AT2020mrf, optik ışıktan ziyade X-ışınlarında ilk bulunandır. Yao ve meslektaşları, Rus-Alman Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG) teleskopundan alınan X-ışını verilerini kullanarak Temmuz 2020’de olayı tespit ettiler. Caltech’in Palomar Gözlemevi’nde faaliyet gösteren Zwicky Geçici Tesisi (ZTF) tarafından optik ışıkta alınan gözlemleri kontrol ettiler ve ZTF’nin de olayı tespit ettiğini buldular.
SRG verileri, bu patlamanın başlangıçta orijinal İnek olayından 20 kat daha fazla X-ışını ışığıyla parladığını ortaya koydu. Bir yıl sonra toplanan veriler NASAChandra X-Ray Gözlemevi, patlamanın sadece cızırdamakla kalmayıp, benzer bir zaman diliminde orijinal İnek olayından tespit edilenden 200 kat daha fazla X-ışını ışığıyla parladığını gösterdi.
Yuhan Yao. Kredi bilgileri: Yuhan Yao/Caltech
Yao, “Chandra verilerini gördüğümde, ilk başta analize inanmadım” diyor. “Analizimi birkaç kez yeniden düzenledim. Bu, X-ışınlarında bugüne kadar görülen en parlak İnek süpernovası.”
Gökbilimciler, süpernova enkazı içindeki bir “merkezi motorun” yoğun, devam eden X-ışını radyasyonuna güç vermesi gerektiğini söylüyor.
Yao, “AT2020mrf’de görülen büyük miktarda enerji salınımı ve hızlı X-ışını değişkenliği, merkezi motorun doğasının ya çok aktif bir kara delik ya da magnetar adı verilen hızla dönen bir nötron yıldızı olduğuna dair güçlü kanıtlar sağlıyor” diyor. “İnek benzeri olaylarda, merkezi motorun neden bu kadar aktif olduğunu hala bilmiyoruz, ancak muhtemelen ata yıldızın türünün normal patlamalardan farklı olmasıyla ilgili bir şey var.”
Shri Kulkarni. Kredi bilgileri: Caltech
Bu olay, diğer dört İnek benzeri olaya tam olarak benzemediğinden, Yao, bu yeni süpernova sınıfının başlangıçta düşünülenden daha çeşitli olduğunu söylüyor. “Bu sınıfın daha fazla üyesini bulmak, güçlerinin kaynağını daraltmamıza yardımcı olacak” diyor.
Referans: Yuhan Yao, Anna YQ Ho, Pavel Medvedev, Nayana AJ, Daniel A. Perley, SR Kulkarni tarafından “X-ray ve Radyo Yüksek Hızlı Mavi Optik Geçici AT2020mrf: Yükselen Motor Tahrikli Devasa Yıldız Patlamaları Sınıfının Etkileri” , Poonam Chandra, Sergey Sazonov, Marat Gilfanov, Georgii Khorunzhev, David K. Khatami ve Rashid Sunyaev, Gönderildi, Astrofizik Dergisi.
arXiv:2112.00751
“X-ray ve Radyo Yüksek Hızlı Hızlı Mavi Optik Geçici AT2020mrf: Yükselen Motorla Çalışan Devasa Yıldız Patlamaları Sınıfının Etkileri” başlıklı çalışma, ABD’ye sunuldu. Astrofizik Dergisi. Diğer yazarlar arasında Yao’nun danışmanı Shri Kulkarni, Caltech’te George Ellery Hale Astronomi ve Gezegen Bilimi Profesörü; Anna Ho (MS ’17, PhD ’20) ve UC Berkeley’den David Khatami; Rusya Bilimler Akademisi Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nden Pavel Medvedev, Sergey Sazonov, Marat Gilfanov, Georgii Khorunzhev ve Rashid Sunyaev; Hindistan Astrofizik Enstitüsü’nden Nayana AJ; İngiltere’deki Liverpool John Moores Üniversitesi’nden Daniel Perley; ve Hindistan’daki Ulusal Radyo Astrofizik Merkezi’nden Poonam Chandra. Sazonov ayrıca Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü’ne bağlı ve Gilfanov ve Sunyaev, Max Planck Astrofizik Enstitüsü’ne bağlı.